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公司新聞

為《JJG 59—2022液體活塞式壓力計》新規(guī)程點贊,您實驗室的重力加速度實測了嗎?

發(fā)布時間:2023-04-14

活塞式壓力計新規(guī)程


2023年3月26日即將實施的《JJG59—2022液體活塞式壓力計》檢定規(guī)程中規(guī)定,“使用0.005級和0.01級壓力計的單位,應(yīng)進(jìn)行重力加速度實地測量,使用其他準(zhǔn)確度等級壓力計的單位,可根據(jù)情況選擇實地測量”。

01差異影響?

我們都知道,重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值(公開可查的)和實地測量值之間是有差異的,那么有人就會問:重力加速度實地測量值與理論標(biāo)準(zhǔn)值之間的差異造成的影響到底有沒有?如果有,到底有多大?尤其是對于活塞式壓力計這個非常受重力加速度影響的儀器來說,這個影響我們可以直接忽略嗎?或者說,我們是否可以直接使用重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值?

答案是——

影響非常大,而且無法忽略!

02客戶案例

我們以創(chuàng)威公司廈門某客戶為例。2020年,廈門某技術(shù)機構(gòu)購買了創(chuàng)威公司3臺0.005級的活塞式壓力計,其中有1臺氣體真空活塞式壓力計、2臺全自動活塞式壓力計,量程區(qū)間為-0.1~60MPa。同時全權(quán)委托創(chuàng)威公司對其實驗室進(jìn)行重力加速度的實地測量,并出具國家機構(gòu)的測試校準(zhǔn)證書。

03實測重力加速度

創(chuàng)威公司攜手中國計量科學(xué)研究院,為其實驗室進(jìn)行重力加速度實地測試。

經(jīng)實測發(fā)現(xiàn),在使用0.005級液體活塞式壓力計進(jìn)行壓力表檢定時,重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值和實測值下計算的專用砝碼質(zhì)量之間存在明顯的差異,理論標(biāo)準(zhǔn)值下專用砝碼質(zhì)量的誤差明顯大于允許誤差!現(xiàn)以0.005級6MPa活塞式壓力計的實測數(shù)據(jù)為例。將測試結(jié)果分析如下:

1、試驗?zāi)康暮头椒?/p>

1.1試驗?zāi)康?/p>

探討重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值和實地測量值下檢定上限為6MPa的活塞式壓力計(準(zhǔn)確度等級為0.005級)專用砝碼的質(zhì)量差異。

1.2試驗方法

1.2.1 試驗地點:廈門某技術(shù)機構(gòu)計量實驗室(東經(jīng)118.09**″,北緯24.47**″,海拔40米)
1.2.2 試驗設(shè)備:檢定上限為6MPa的活塞式壓力計,準(zhǔn)確度為0.005級。
1.2.3專用砝碼質(zhì)量的計算

(1)公式:

(1)式中:m——專用砝碼質(zhì)量,kg;

P——被測量壓力值,Pa;
A′——被檢活塞式壓力計活塞有效面積,m2;
ρa——周圍空氣的密度,kg/m3;
ρm——專用砝碼材料密度,kg/m3;
g——活塞式壓力計使用地點的重力加速度,m/s2;

(2)分組

將采用重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值計算專用砝碼質(zhì)量的稱為理論組,將采用重力加速度實測值計算專用砝碼質(zhì)量的稱為實測組。兩組專用砝碼的材質(zhì)和密度、空氣密度均相同(表1),并使用同一臺檢定上限為6MPa的活塞式壓力計。計算在被測壓力分別為0.1MPa、0.5MPa時,兩組的專用砝碼質(zhì)量。

表1 空氣、砝碼材料的密度值

            材料
密度值/kg·cm-3
空氣
           1.2

         2.7103

         7.85103

注:用0.005級活塞式壓力計測量壓力時,應(yīng)該使用更高準(zhǔn)確度的重力加速度值和密度值。

(3)理論組采用以下公式計算廈門該點重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值:

式中,R——地球半徑,等于6371*103m;
h——測量地點的海拔高度;
Φ——測量地點的緯度
得出重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值為:9.78957/s2。
實測組:創(chuàng)威公司聯(lián)合某國家測試機構(gòu)采用絕對重力點的方式測出該點的重力加速度實測值,為9.789014m/s2。(具體測定方法和測定結(jié)果見附件。)

2、試驗結(jié)果

2.1 在被測壓力為0.1MPa時,理論組的砝碼質(zhì)量為0.5116371kg,0.5MPa的砝碼質(zhì)量為2.5581855kg,具體見表2。

表2 理論組的砝碼質(zhì)量

標(biāo)稱值

數(shù)量/塊

砝碼質(zhì)量/kg

0.1

4

0.5116371

0.5

11

2.5581855

2.2 在被測壓力為0.1MPa時,實測組的砝碼質(zhì)量為0.5116707kg,0.5MPa的砝碼質(zhì)量為2.5583533kg,具體見表3。

表3 實測組的砝碼質(zhì)量

標(biāo)稱值

數(shù)量/塊

砝碼質(zhì)量/kg

0.1

4

0.5116707

0.5

11

2.5583533

2.3對比兩組數(shù)據(jù),理論組和實測組0.1MPa的砝碼質(zhì)量差異絕對值為0.000336kg,而JJG 59—2007《活塞式壓力計檢定規(guī)程》規(guī)定,0.005級活塞式壓力計專用砝碼最大允許誤差為±0.001%,本試驗中,以重力加速度實測值為標(biāo)準(zhǔn),專用砝碼質(zhì)量最大允許誤差值為±0.0000051kg,而本試驗中兩組的差值絕對值達(dá)到0.000336kg,明顯超過允許誤差。

同理,理論組和實測組0.5MPa的砝碼質(zhì)量差異絕對值為0.0001678kg,以重力加速度實測值為標(biāo)準(zhǔn),專用砝碼質(zhì)量最大允許誤差值為±0.0000255kg,兩組的差值絕對值也明顯超過允許誤差。

3、討論

如果讓一石塊和鐵球從同一地點、同一高度、同時由靜止開始自由下落,可以觀察到,兩物體的速度都均勻地增大而且變化情況完全相同,它們最終同時到達(dá)地面。這種現(xiàn)象說明,在地球上同一地點做自由落體運動的所有物體,盡管具有不同的重量,它們下落過程中的加速度的大小和方向卻是完全相同的。這個加速度稱為自由落體加速度,是由物體所受的重力產(chǎn)生的,也稱為重力加速度。

凡是利用重力效應(yīng)進(jìn)行的計量均須在準(zhǔn)確計量重力加速度的基礎(chǔ)上進(jìn)行。不同地區(qū)的重力加速度標(biāo)準(zhǔn)值會受因地理位置的變化產(chǎn)生很大的波動。根據(jù)活塞式壓力計的工作原理,重力加速度g對測量結(jié)果有直接的影響,所以對于不同的使用地區(qū),在調(diào)試產(chǎn)品時參考使用地的重力加速度g顯得格外重要。

image.png

本試驗中,重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值與重力加速度實測值對活塞式壓力計專用砝碼質(zhì)量的影響已經(jīng)明顯超出了誤差允許范圍?!痘钊綁毫τ嫏z定規(guī)程》規(guī)定,0.005級活塞式壓力計專用砝碼的質(zhì)量允許誤差為0.001%,因此,該等級活塞式壓力計在使用過程中,進(jìn)行重力加速度的實地測量非常必要,如果不進(jìn)行重力加速度的實地測量,只進(jìn)行重力加速度理論標(biāo)準(zhǔn)值的計算,專用砝碼的質(zhì)量會出現(xiàn)明顯的偏差。

結(jié)論

因此,使用0.005級和0.01級壓力計的單位,應(yīng)進(jìn)行重力加速度實地測量,使用其他準(zhǔn)確度等級壓力計的單位,可根據(jù)情況選擇實地測量。你如果決定實測,可聯(lián)系創(chuàng)威公司,我們會第一時間為您的實驗室出具測試方案和報價。

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